GVHD: Nguyễn Thanh Tú 1 ĐỀ BÀI Móng băng của một chung cư 4 tầng hành lang giữa có chiều dài L= 19,6m, còn tiết diện, kích thước móng băng và tải trọng cụ thể như hình sau: Móng băng nà
Trang 1GVHD: Nguyễn Thanh Tú 1
ĐỀ BÀI
Móng băng của một chung cư 4 tầng hành lang giữa có chiều dài L= 19,6m, còn tiết diện, kích thước móng băng và tải trọng cụ thể như hình sau:
Móng băng này được tính toán với quan niệm dầm trên nền đàn hồi Winkler và giả sử có trước hệ số nền K = 540 T/m3
Bước 1: Chọn số lượng lò xo, và tính độ cứng của các lò xo:
Bài toán mô phỏng nền đàn hồi với 65 lò xo và móng được chia thành 64 phần tử (đoạn) như hình vẽ trên: (Hình vẽ chỉ vẽ một nửa móng, vì đây là móng đối xứng)
Quy đổi hệ số nền K0 = 540 T/m3 về độ cứng của các lò xo ta tính toán như sau:
Hình vẽ dưới đây thể hiện mặt đất tại bề mặt đáy của móng băng
Trang 2GVHD: Nguyễn Thanh Tú 2
Từ đó ta quan niệm rằng:
+ Lò xo số 1 đại diện cho vùng đất có diện tích A1 = 1.5 x 0.1625
+ Lò xo số 2 đại diện cho vùng đất A2 = 1.5 x 0.325
+ Tương tự cho các lò xo số 3 và số 4 …v v…
Như vậy độ cứng của các lò xo sẽ là:
K1= K65 = K0 x A1= 540 x (1.5 x 0.1625) ≅ 132 T/m
K2 = K3 = K4 = K30 = K31 = K32 = K33 = 540 x(1.5 x 0.325) ≅ 264 T/m
K5= K29= K0 x A5 = 540 x[1.5 x (0.325/2+0.3/2)] ≅ 253 T/m
K6 = K7 = K8=…=K28= 540 x (1.5 x 0.3) = 243 T/m
Do tính đối xứng nên độ cứng các lò xo của một nửa móng băng còn lại tính tương tự
Bước 2: Quy đổi moment quán tính tiết diện móng băng về tiết diện chữ nhật:
Đầu tiên tìm trọng tâm theo nguyên tắc cân bằng moment tĩnh:
Moment tĩnh của các tiết diện nhỏ lấy đối với trục nằm ở đáy móng băng :
S1= 300 x 700 x 700/2 = 735x105 mm3
S2 = [(600 x 300)/2]x (200 + 300/3) = 270x105 mm3
S3 = 600 x 200 x 200/2 = 120x105 mm3
Như vậy moment tĩnh của tiết diện móng băng này là:
S = S1 + 2S2 + 2S3 = 1515x105 mm3
Diện tích của tiết diện móng băng:
Vậy chiều cao trọng tâm tính từ đáy của móng băng là:
y = S/A = 1545/6.3 ≅ 240.5 mm ≅ 24 cm
Từ đây moment quán tính của tiết diện móng băng sẽ là:
Moment quán tính của tiết diện số 1 đối với trục đi qua trọng tâm móng:
J1 = J01 + (yc1)2 F1 = 30x 703/12 + (70/2 - 24.5)2x30x70 = 1089025 cm4
Tương tự:
J2 = J02 + (yc2)2 F2 = 60x303/36 + (30 - 24.5)2x60x30/2 = 72225 cm4
J3 = J03 + (yc3)2 F3 = 60x203/12 + (10 - 24.5)2x60x20 = 292300 cm4
⇒ J = J1 +2J2 + 2.J3 =1089025 + 2x72225 + 2x292300 = 1818075 cm4
Quy đổi về tiết diện hình chữ nhật có cùng moment quán tính:
Trang 3GVHD: Nguyễn Thanh Tú 3
Hình chữ nhật lấy chiều cao H = 0.7 m (cùng chiều cao móng)
MÔ HÌNH BẰNG ETAB
1 Tạo lưới:
Khởi động ETAB, hiệu chỉnh đơn vị
Khởi tạo mô hình:
Chọn File → New model hoặc click
Choose.edb: Tạo một mơ hình mới, sử dụng các định nghĩa có sẵn trong 1 file Etabs trước đây, chứa trong một thư mục nào đó
Default.edb: Tạo một mơ hình mới, sử dụng các định nghĩa có sẵn trong 1 file Etabs trước đây, chứa trong thư mục chứa file.exe của Etabs
No: Khởi tạo một mơ hình mới, sử dụng các định nghĩa của Etabs (ta sẽ tự định nghĩa lại)
Trang 4
GVHD: Nguyễn Thanh Tú 4
Hiệu chỉnh đường lưới có thể vô Edit → Edit Gird Data → Edit gird → Modify/Show
System
Hiệu chỉnh chiều cao tầng có thể vô: Edit→Edit Story Data→ Edit Story
2 Đặc trưng vật liệu
Chọn Define→ Material Properties hoặc nhấp chuột vào biểu tượng
3 Đặc trưng tiết diện
Tiết diện dầm
Chọn Define→ Frame Section hoặc nhấp chuột vào biểu tượng
4 Mô hình các phần tử
Mơ hình phần tử dầm
Chọn chế đđộ
Dùng Draw > Draw Line Objects > Draw Lines (Plan, Elve, 3D) hoặc click chọn
hoặc đđể vẽ dầm
Trang 5GVHD: Nguyễn Thanh Tú 5
Chia nhỏ các phần tử dầm:
Chọn 2 dầm biên (dầm có chiều dài 1.3m)
Edit→ Divide Line
Thực hiện tương tự: chia 2 dầm có chiều dài 7.2m thành 24 phần tử bằng nhau, dầm dài 2.6m thành 8 phần tử bằng nhau
5 Khai báo tải trọng
Define →Static Load Cases hoặc nhấp chuột vào
6 Khai báo tổ hợp tải trọng:
Define → Load Combinations hoặc nhấp chuột vào
Trang 6GVHD: Nguyễn Thanh Tú 6
7 Gán tải trọng tác dụng:
Tải trọng tác dụng
Tĩnh tải:
Giả sử ta chọn độ sâu chôn móng là 1.5m Chọn γtb =22 kN/m3
Như vậy áp lực phân bố do trọng lượng bản thân móng và lớp đất nằm trên móng là: p = 22 x 1.5 = 33 kN/m2
Nhân cho bề rộng móng ta có tải phân bố trên một đơn vị chiều dài:
q = 33 x 1.5 = 49.5 kN/m
Chọn tất cả các dầm:
Assign → Frame/Line Loads →Distributed
Hoạt tải :
Như yêu cầu đđề
Chọn nút cần gán tải trọng:
Assign→ Joint/ Point Loads →Force
Trang 7GVHD: Nguyễn Thanh Tú 7
8 Khai báo số mặt cắt đưa ra kết quả nội lực
Hiển thị tất cả các phần tử chọn all để chọn tất cả các đối tượng đường
Assign → Frame/Line →Frame Output Station
9 Đánh lại nhãn (label) của các đối tượng
Chọn all, Edit →Auto Relabel all →OK
10 Khai báo liên kết với đất:
Gán lò xo cho các nút:
Cho hiện tất cả các nút
Trang 8GVHD: Nguyễn Thanh Tú 8
Chọn nút 1, 65
Chọn Assign→ Joint/Point→ Point Springs
Tương tự cho các nút còn lại
Những nút có cùng độ cứng lò xo ta có thể chọn theo kiểu Window cho nhanh
K2 = K3 = K4 = K30 = K31 = K32 = K33 = K34 = K35 = K36 = K62 = K63 = K64 ≅ 2640 kN/m
K5 = K29 = K37 = K61 ≅ 2530 kN/m
K6 = K7 = K8=…=K28 = K38 = K39=…=K60 = 2430 kN/m
Gán liên kết với đất
Chọn tất cả các nút
Chọn Assign→ Joint/Point→ Restrains (Support)
Trang 9GVHD: Nguyễn Thanh Tú 9
11 Khai báo số bậc tự do của dao động
Click menu Analyze > Set Analysis Options … > hộp thoại Analysis Options xuất hiện
12 Giải bài tốn
Anylyze → Run analysis hoặc nhấn F5
